液晶電光效應(yīng)實驗PPT學習教案

1、會計學1 液晶電光效應(yīng)實驗液晶電光效應(yīng)實驗 第1頁/共18頁 實驗目的 1、了解液晶的物理性質(zhì)和扭曲向列型液晶盒的結(jié)構(gòu)及顯示原 理； 了解TN-LCD的顯示原理； 3、測定液晶樣品的對比度； 4、測定液晶樣品的上升時間和下降時間。 2、測定液晶樣品的扭曲角； 第2頁/共18頁 實驗原理 一：液 晶液晶態(tài)：液晶態(tài)：是一種介于液體和晶體之間的中間態(tài)。既具有液體的流動性、 粘度、形變等機械性質(zhì)，又具有晶體的各向異性的特點-熱、光、電 、磁等物理性質(zhì)是各向異性的。 液晶是一種同時具備液體的流動性和晶體的規(guī)則排列特性的物質(zhì)。 液晶分子液晶分子：形狀呈棒狀，寬約十分之幾納米，長約數(shù)納米，分子的長度 約為寬

2、度的48倍。 第3頁/共18頁 液晶一般被分為三大類液晶一般被分為三大類 近晶相液晶向列相液晶 膽甾相液晶 實驗原 理 一：液 晶 第4頁/共18頁 二、液晶的電光效應(yīng) 實驗原 理 在液晶上施加電場時，液晶分子在外電場中被極化，分子取向沿外電場發(fā)生變化，液晶分子取向結(jié)構(gòu)的變化，使它的光學特性也隨之變化，這就是通常說的液晶的電光效應(yīng)。 應(yīng)用：液晶顯示器件、光導液晶光閥、光調(diào)制器、光路轉(zhuǎn)換開關(guān)等 種類：有源矩陣液晶顯示（TFT型）主要用于液晶電視、筆記本電腦等高檔產(chǎn)品； 超扭曲向列相型（STN型）主要用于手機屏幕等中檔產(chǎn)品； 扭曲向列相型（TN型）主要用于電子表、計算器、儀器儀表、家用電器等中低檔

3、產(chǎn)品，是目前應(yīng)用最普遍的液晶顯示器件。 第5頁/共18頁 實驗原 理 三、扭曲向列型（TN)液晶盒的結(jié)構(gòu) TN式液晶盒的結(jié)構(gòu)式液晶盒的結(jié)構(gòu) 第6頁/共18頁 實驗原 理 四、扭曲向列型（TN)電光效應(yīng) TN型液晶盒的扭曲角型液晶盒的扭曲角 當線偏振光垂直入射到液晶盒表面時，若偏振方向與液晶盒上表面分子軸取向相同，則線偏振光偏振方向?qū)㈦S液晶分子軸方向逐漸旋轉(zhuǎn)（旋光性），出射光偏振方向平行于液晶盒下表面分子軸方向；線偏振光偏振方向轉(zhuǎn)過的角度叫做液晶盒的扭曲角。 若入射線偏振光偏振方向垂直于上表面分子軸方向，出射時，線偏振光偏振方向亦垂直于下表面液晶分子軸。 扭曲角扭曲角=90 第7頁/共18頁 實

4、驗原 理 四、扭曲向列型（TN)電光效應(yīng) TN型液晶盒的電光效應(yīng)型液晶盒的電光效應(yīng) 對液晶盒施加電壓，當達到某一數(shù)值時，液晶分子長軸開始沿電場方向傾斜，電壓繼續(xù)增加到另一數(shù)值時，除附著在液晶盒上下表面的液晶分子外，所有液晶分子長軸都按電場方向進行重排列，TN型液晶盒旋光性隨之消失。 第8頁/共18頁 實驗原 理 四、扭曲向列型（TN)電光效應(yīng) TN型液晶盒的電光曲線型液晶盒的電光曲線 不加電壓時，入射光通過起偏器形成的線偏振光，經(jīng)過液晶盒后偏振方向隨液晶分子軸旋90，不能通過檢偏器；施加電壓后，透過檢偏器的光強與施加在液晶盒上電壓大小有關(guān)。 50 0 0 50% 10% VthVr I/W U

5、/V 90% max T min T 對比度對比度： maxmin / TTC 第9頁/共18頁 五、用間歇方波驅(qū)動測量上升時間和下降時間 驅(qū)動電 壓 t 驅(qū)動電 壓 t t 光 強 t 0 I 0 9 .0I 0 1 . 0 I 上升 T 下降 T 實驗原 理 第10頁/共18頁 實驗原 理 六：TN型液晶顯示器(TN-LCD)結(jié)構(gòu)及顯示原理 第11頁/共18頁 實驗裝置 第12頁/共18頁 實驗裝置 間歇頻率間歇頻率驅(qū)動頻驅(qū)動頻 率率 驅(qū)動電驅(qū)動電 壓壓 間間 歇歇 連連 續(xù)續(xù) 液晶驅(qū)動電源 ON OFF 驅(qū)動電壓驅(qū)動電壓 （接液晶盒）（接液晶盒） 光電二極光電二極 管工作電管工作電 壓壓

6、 驅(qū)動電壓驅(qū)動電壓 （接示波器）（接示波器） 第13頁/共18頁 實驗裝置 光功率指示計 200A 2mA 200mA 20mA 調(diào)零調(diào)零 可調(diào)可調(diào) ON OFF 激光器電源輸出激光器電源輸出 光探頭信號輸入光探頭信號輸入 第14頁/共18頁 實驗內(nèi)容與步 驟 1、按照激光器、偏振片(起偏器)、液晶合、偏振片(檢偏器)、功率計探頭的順序，在導軌上擺好光路。（注意要認清各元件及它們的作用注意要認清各元件及它們的作用） 2、打開激光器，仔細調(diào)整個光學元件的高度和激光器的方向，盡量使激光從光學元件的中心穿過，進入功率計探頭。 3、旋轉(zhuǎn)檢偏器，找到系統(tǒng)輸出功率最小的位置，記下此時檢偏器的位角度。 4、

7、打開液晶驅(qū)動電源，將功能按鍵置于連續(xù)狀態(tài)。驅(qū)動電壓調(diào)整到12V，系統(tǒng)通光情況發(fā)生變化。 5、再次調(diào)整檢偏器，找到系統(tǒng)通光功率最小的位置記下此時檢偏器的角度。步驟3和步驟5之間的角度差即液晶合的扭曲角。 一、液晶合扭曲角的測量 第15頁/共18頁 1、關(guān)閉液晶驅(qū)動電源，旋轉(zhuǎn)檢偏器，使系統(tǒng)輸出功率最小并記下最小功率值Tmin。 2、打開液晶驅(qū)動電源，將功能按鍵置連續(xù)狀態(tài)。驅(qū)動電壓調(diào)整到12V，記下此時系統(tǒng)的輸出功率Tmax 。 3、計算對比度c=Tmin/Tmax，動態(tài)范圍DR=10logc(dB) 二、對比度的測量 實驗內(nèi)容與步 驟 第16頁/共18頁 1、關(guān)閉液晶驅(qū)動電源，旋轉(zhuǎn)檢偏器，使系統(tǒng)輸出功率最小。 2、用光電二極管探頭換下功率計探頭，連接好12V電源線。 3、將示波器的Y1通道信號線與液晶驅(qū)動信號相連，Y1做觸發(fā)。 Y2通道上的示波器表筆與光探頭相連(地線與12V的地相迮，掛鉤掛 在探頭線路扳的掛環(huán)上）。 4、打開示波器電源，功能置于雙蹤雙蹤顯示，Y1觸發(fā)觸發(fā)。 5、打開液晶驅(qū)動電源，將功能按鍵置于連續(xù)狀態(tài)，驅(qū)動電壓調(diào)整 到l2V，觀察示波器上Y1通道的波形，了解液晶的工作條件。 6、將功能按鍵置間